دليل تخطيط كهربائية الدماغ
شارك:
***إخلاء المسؤولية - منتجات EMOTIV مخصصة للاستخدام في التطبيقات البحثية والاستخدام الشخصي فقط. منتجاتنا ليست مباعة كأجهزة طبية كما هو مُعرف في توجيه الاتحاد الأوروبي 93/42/EEC. منتجاتنا ليست مصممة أو مخصصة للاستخدام في تشخيص أو علاج الأمراض.
تعريف EEG
EEG هو اختصار لـ “التخطيط الكهربائي للدماغ” وهو عملية فسيولوجية كهربائية لتسجيل النشاط الكهربائي للدماغ. يقيس EEG التغيرات في النشاط الكهربائي الذي تنتجه الدماغ. تأتي تغيرات الجهد الكهربي من التيار الأيوني داخل وبين بعض خلايا الدماغ التي تُسمى الخلايا العصبية.
ما هو EEG؟
يقيم اختبار EEG النشاط الكهربائي للدماغ. تُجرى فحوصات EEG من خلال وضع مستشعرات EEG - عبارة عن أقراص معدنية صغيرة تُسمى أيضًا أقطاب EEG - على فروة رأسك. تلتقط هذه الأقطاب وتُسجل النشاط الكهربائي في دماغك. تُضخم إشارات EEG التي تم جمعها وتُرقمن ثم تُرسل إلى جهاز كمبيوتر أو جهاز محمول للتخزين ومعالجة البيانات.
تحليل بيانات EEG هو وسيلة استثنائية لدراسة العمليات الإدراكية. يمكن أن يساعد الأطباء على وضع تشخيص صحي، والباحثين على فهم العمليات الدماغية التي تكمن وراء السلوك البشري، والأفراد على تحسين إنتاجيتهم ورفاهيتهم.
كيف يعمل EEG؟
تنتج مليارات الخلايا في دماغك إشارات كهربائية صغيرة جدًا تشكل أنماط غير خطية تُسمى موجات الدماغ. يقيس جهاز EEG النشاط الكهربائي في القشرة المخية، الطبقة الخارجية من الدماغ، أثناء اختبار EEG. توضع مستشعرات EEG على رأس المشارك، ثم تكتشف الأقطاب الكهربائية بشكل غير جراحي موجات الدماغ من الموضوع.
يمكن لمستشعرات EEG تسجيل ما يصل إلى عدة آلاف من اللقطات من النشاط الكهربائي الناتج في الدماغ في غضون ثانية واحدة. تُرسل موجات الدماغ المُسجلة إلى مكبرات الصوت، ثم إلى جهاز الكمبيوتر أو السحابة لمعالجة البيانات. يمكن تسجيل الإشارات المضخمة، التي تشبه الخطوط المتموجة، على جهاز كمبيوتر أو جهاز محمول أو قاعدة بيانات سحابية.
يعتبر برنامج الحوسبة السحابية تطورًا حاسمًا في معالجة بيانات EEG، لأنه يسمح بتحليل التسجيلات في الوقت الفعلي على نطاق واسع - في الأيام الأولى لقياس EEG، كانت الموجات تُسجل ببساطة على ورق بياني. تعرض أنظمة EEG، في الأبحاث الأكاديمية والتجارية، البيانات عادة كسلسلة زمنية، أو كتدفق مستمر من الفولتية.
موجات EEG المُسجلة على ورق بياني
موجات EEG المُسجلة رقميًا
موجات EEG في برنامج تصوير الدماغ الحديث
من أجل خريطة النشاط الكهربائي للدماغ، من الأفضل الحصول على قياسات EEG من إشارات عبر العديد من التركيبات القشرية المختلفة المنتشرة في جميع أنحاء سطح الدماغ.
موجات EEG في رسم السلسلة الزمنية لبرنامج تصوير الدماغ الحديث
أنواع موجات الدماغ التي يقيسها EEG
تلتقط أقطاب جهاز EEG النشاط الكهربائي الذي يتم التعبير عنه في ترددات EEG المختلفة. باستخدام خوارزمية تُسمى التحويل السريع لفورييه (FFT)، يمكن تحديد هذه الإشارات الخام كأمواج متميزة بترددات مختلفة. يُقاس التردد، الذي يشير إلى سرعة التذبذبات الكهربائية، في دورات في الثانية - حيث أن هرتز واحدة (Hz) تعادل دورة واحدة في الثانية. تُصنف موجات الدماغ حسب التردد إلى أربعة أنواع رئيسية: بيتا، ألفا، ثيتا، ودلتا.
تناقش الفقرات التالية بعض الوظائف المرتبطة بأنواع الترددات الدماغية الأربعة الرئيسية. هذه الوظائف وُجدت ببساطة لتكون مرتبطة بترددات الدماغ المختلفة - لا يوجد تطابق خطي واحد لواحد بين نطاق التردد ووظيفة محددة في الدماغ.
موجات بيتا (نطاق التردد من 14 Hz إلى حوالي 30 Hz)
تُرتبط موجات بيتا بشكل وثيق بالوعي أو بالحالة المستيقظة و الانتباه. وتُرتبط موجات بيتا ذات السعة المنخفضة بالتركيز النشط، أو بالحالة المشغولة أو القلقة. كما تُرتبط موجات بيتا بقرارات الحركة (كبح الحركة وتغذية الحركة الراجعة الحسية). عند قياسها بواسطة جهاز EEG، تُعرف الإشارات عادةً بموجات بيتا EEG.
موجات ألفا (نطاق التردد من 7 Hz إلى 13 Hz)
ترتبط موجات ألفا غالبًا بحالة ذهنية هادئة ومرتاحة وواضحة. يمكن العثور على موجات ألفا في المناطق القذالية والخلفية من الدماغ. يمكن تحفيز موجات ألفا عن طريق إغلاق العيون والاسترخاء، وهي نادراً ما تكون موجودة أثناء العمليات الإدراكية المكثفة كالتفكير والحساب الذهني وحل المشاكل. في معظم البالغين، يتراوح تردد موجات ألفا بين 9 و 11 Hz. وعند قياسها بواسطة جهاز EEG، تُعرف عادةً بموجات ألفا EEG.
موجات ثيتا (نطاق التردد من 4 Hz إلى 7 Hz)
يُشار إلى النشاط الدماغي ضمن نطاق ترددي يتراوح بين 4 و7 Hz على أنه نشاط الثيتا. يتم العثور على إيقاع الثيتا الذي يتم اكتشافه في قياس EEG غالبًا في الشباب، خاصةً في المناطق الصدغية وأثناء فرط التنفس. في الأفراد الأكبر سنًا، يُشاهد نشاط الثيتا الذي يتمتع بسعة أكبر من حوالي 30 مللي فولت (mV) بشكل أقل شيوعًا، باستثناء أثناء النعاس. عند قياسها بواسطة جهاز EEG، تُعرف هذه عادة بموجات ثيتا EEG.
موجات دلتا (نطاق التردد حتى 4 Hz)
يُعثر على نشاط دلتا بشكل رئيسي في الأطفال الرضع. تُرتبط موجات دلتا بالمراحل العميقة من النوم في الأشخاص الأكبر سنًا. وقد وثقت موجات دلتا فترات ما بين النوبات (بين النوبات) لدى المرضى الذين يعانون من نوبات الغياب، والتي تشمل حالات فقدان مفاجئ للاهتمام.
تتميز موجات دلتا بتردد منخفض (حوالي 3 Hz)، وموجات ذات سعة عالية. يمكن أن تكون إيقاعات دلتا موجودة أثناء اليقظة - حيث يمكن أن تتجاوب مع فتح العينين وقد تُعزز بواسطة فرط التنفس كذلك. عند قياسها بواسطة جهاز EEG، تُعرف هذه عادة بموجات دلتا EEG.
استخدام موجات EEG لفهم كيفية عمل الدماغ
ما الذي يُظهره EEG؟
دماغك يمتص ويعالج باستمرار المعلومات، حتى عندما تنام. يولد كل هذا النشاط إشارات كهربائية تلتقطها مستشعرات EEG. يسمح هذا بالتقاط التغيرات في النشاط الدماغي، حتى إذا لم يكن هناك استجابة سلوكية مرئية، مثل الحركة أو تعبير الوجه.
يرصد الجهاز EEG التغيرات في الكهرباء التي تنتجها الدماغ، ولكن ليس الأفكار أو المشاعر. لا يُرسل أي كهرباء إلى دماغك.
يعد اكتشاف النشاط عبر القشور الدماغية الرئيسية أمرًا حاسمًا للحصول على بيانات EEG عالية الجودة. يمكن أن تكون النتائج مؤشرًا لتقييم الحالات العاطفية المتأثرة بالمنبهات الخارجية.
لمحة تاريخية عن EEG
تم إجراء الأبحاث حول ظواهر النشاط الكهربائي في الدماغ على الحيوانات منذ عام 1875، عندما نشر الطبيب ريتشارد كاتون نتائجه من التجارب على الأرانب والقرود في المجلة الطبية البريطانية.
في عام 1890، وضع أدولف بيك أقطابًا كهربائية مباشرة على سطح دماغ كلب وأرنب لاختبار الاستجابة للتحفيزات الحسية. قادته ملاحظته للنشاط الكهربائي المتذبذب للدماغ إلى اكتشاف موجات الدماغ وأدى إلى أن يصبح EEG مجالًا علميًا.
يُنسب إلى عالم الفسيولوجيا العصبية والطبيب النفسي الألماني هانز بيرجر تسجيل أولى موجات الدماغ البشرية EEG في عام 1924. اخترع بيرجر جهاز تخطيط كهربية الدماغ، وهو جهاز يسجل إشارات EEG. في كتابه “أصول EEG”، وصف المؤلف ديفيد ميليت الاختراع بأنه "واحد من أكثر التطورات المدهشة والرائعة والمهمة في تاريخ علم الأعصاب السريري."
تم الحصول على أول تسجيل EEG للإنسان بواسطة هانز بيرجر في عام 1924. الإشارة العليا هي EEG والسفلى هي إشارة توقيتية 10 Hz.
هانز بيرجر، أول شخص يُسجل موجات الدماغ EEG لدى البشر.
بدأت مجال علم التخطيط الكهربائي السريري للدماغ في عام 1935. وأتى نتيجة لأبحاث عالم الأعصاب فريدريك جيبس، وهلوييل ديفيس وويليام لينوكس حول الأشواك الصرعية، وموجات الأشواك بيكونتيركتية والنوبات الصرعية القاصية الثلاث. استنتج جيبس والعالم هيربرت جاسبر أن الأناونيركيهما مميزة للصرع. افتتحت أول مختبر EEG في مستشفى ماساتشوستس العام في عام 1936.
في عام 1947، تأسست جمعية EEG الأمريكية، التي تعرف الآن بـ جمعية التشخيص العصبي الإكلينيكي الأمريكية، وعقد أول مؤتمر دولي لـ EEG.
في الخمسينيات، طور وليام جراي والتر تقنية رسم خرائط EEG، وهي مكمل لـ EEG، والتي سمحت برسم خريطة النشاط الكهربائي عبر سطح الدماغ. كان هذا شائعًا في الثمانينيات، لكنه لم يتبنى في علم الأعصاب السائدة.
كان ستيڤو بوزينوفسكي، ليليانا بوزينوفسكا، وميهايل سستاكوف هم العلماء الأوائل الذين نجحوا في استخدام جهاز EEG للتحكم في كائن مادي في عام 1988. في عام 2011، دخل EEG السوق الاستهلاكي عندما أطلق رواد التقنية تان لي والدكتور جيف ماككلار لشركة EMOTIV.
يُعد تكنولوجيا EEG مثل سماعات الرأس والأغطية مكونات لتقنيات الواجهة بين الدماغ والكمبيوتر (BCI). يُشير إلى BCI أيضًا بالواجهة بين الإنسان والآلة (HMI)، والواجهة بين العقل والآلة (MMI)، والواجهة بين الدماغ والآلة (BMI) والواجهة العصبية المباشرة (DNI) — DNI يمكن أن يُفك شفرة الإشارات من الدماغ وأجزاء أخرى من النظام العصبي. تهدف BCI إلى تتبع الأداء الإدراكي والتحكم في الأجسام الافتراضية والمادية عبر التعلم الآلي للأوامر العقلية المدربة.
في عام 2017، أصبح متسابق الرباعي رودريغو هوبنر منديس أول شخص يتمكن من قيادة سيارة فورمولا 1 فقط باستخدام موجات دماغه، بفضل سماعة الرأس EMOTIV EEG.
ما هو EEG مستخدم لأجله؟
الأداء والرفاهية
يمكن للرياضيين، خبراء التقنيات الحيوية، وأي مستهلك مهتم استخدام EEG ل"تتبع" نشاط دماغهم بنفس الطريقة التي قد يتتبعون بها عدد الخطوات التي يتخذونها في يوم واحد. يمكن EEG من قياس الوظائف الإدراكية - كالتشتت والتركيز، والإجهاد والحمولة الإدراكية (إجمالي سعة الدماغ للنشاط الذهني المفروضة على الذاكرة العاملة في أي لحظة). يمكن لهذه النتائج أن تكشف عن نظرات قيمة حول كيفية استجابة الدماغ لأحداث الحياة اليومية. توفر بيانات EEG ردود فعل يمكن استخدامها لتصميم استراتيجيات مدروسة علميًا لتقليل الإجهاد، تحسين التركيز أو تعزيز التأمل.
البحث الاستهلاكي
يمكن أن تكون بيانات EEG أداة بحث قوية للرؤى الاستهلاكية. تتيح استجابات الدماغ ردود فعل غير مسبوقة من المستهلكين - حيث يتم استخدام EEG لقياس الفجوة بين ما يركز عليه المستهلكون حقًا مقابل ما يبلغون عنه بشكل ذاتي أو يلاحظونه. يمكن لدمج EEG مع مستشعرات بيومترية أخرى مثل تتبع العين، وتحليل تعبيرات الوجه، وقياسات معدل القلب أن يوفر فهماً كاملاً لسلوك العملاء للشركات. يُطلق على استخدام تقنيات الدماغ لدراسة ردود فعل المستهلكين التسويق العصبي.
الرعاية الصحية
لأن اختبارات EEG تُظهر نشاط الدماغ أثناء إجراء محكم، يمكن أن تحتوي النتائج على معلومات تُستخدم لتشخيص اضطرابات الدماغ المختلفة. تُعرض بيانات EEG غير الطبيعية من خلال موجات دماغية غير منتظمة. يمكن أن تشير بيانات EEG غير الطبيعية إلى علامات اضطراب الدماغ، إصابة الرأس، اضطرابات النوم، مشاكل الذاكرة، أورام الدماغ، السكتة الدماغية، الخرف، اضطرابات النوبات مثل الصرع وحالات أخرى مختلفة. حسب التشخيص المقصود، قد يدمج الأطباء بين EEG والاختبارات الإدراكية، مراقبة نشاط الدماغ و تقنيات التصوير العصبي.
تشخيص النوبات
تُوصى بإجراء اختبارات EEG غالبًا للمرضى الذين يعانون من نشاط النوبات. في هذه الحالات، قد يُجري الأطباء EEG المتنقل. يسجل EEG المتنقل باستمرار لمدة تصل إلى 72 ساعة، بينما تستمر EEG التقليدية لمدة 1-2 ساعة. يُسمح للمرضى بالتحرك في منازلهم وهم يرتدون سماعة EEG. يزيد تمديد التسجيل من احتمال تسجيل نشاط دماغي غير طبيعي. ومن ثم، غالبًا ما يُستخدم EEG المتنقل لتشخيص حالات الصرعة (EEG الصرعة)، أو اضطرابات النوبات أو اضطرابات النوم.
دراسة النوم لاضطرابات النوم
اختبار دراسة النوم EEG أو "البوليسومنوغرافي" يُقيس نشاط الجسم بالإضافة إلى إجراء فحص للدماغ. يراقب تقني EEG معدل ضربات القلب، التنفس ومستويات الأكسجين في دمك خلال إجراء خلال الليل. يتم استخدام البوليسومنوغرافي بشكل رئيسي في الأبحاث الطبية وكاختبار تشخيصي لاضطرابات النوم.
علم الأعصاب الكمي
نظراً لأن EEG يقيس النشاط الكهربائي في الطبقة العلوية من الدماغ (القشرة المخية)، فإنه يمكن أن يلتقط موجات الدماغ من فروة الرأس. عن طريق دمج اختبارات EEG الدماغية مع بيانات من تقنيات أخرى المراقبة الدماغية، يمكن للباحثين اكتساب رؤى جديدة حول التفاعلات المعقدة التي تحدث في أدمغتنا - وكذلك في أجسامنا.
هذا بالضبط ما يسعى إليه تخطيط الدماغ الكهربائي الكمي (qEEG) لتحقيقه. يقوم qEEG بتسجيل موجات دماغك مثله مثل EEG التقليدي. باستخدام التعلم الآلي، يقارن qEEG موجات دماغك مع موجات الدماغ لدى الأفراد الذين هم في نفس النوع الجنسي والنطاق العمري، لكن الذين لا يعانون من اضطراب في الدماغ. يُنشئ qEEG عملية خريطة لدماغك من خلال المقارنة الكمية. تمتلك هذه العملية في التخصص الفرعي لعلم الأعصاب الذي يُعرف بـ علوم الأعصاب الحسابية.
يُعد وضع الأقطاب الكهربائية EEG جزءًا حاسمًا من نجاح qEEG. تتبع الترتيبات التقليدية لأقطاب EEG نظام 10-20، وهو معيار معترف به دولياً لتطبيق الأقطاب المرتبطة بفروة رأسك. '10-20' يشير إلى أن المسافة بين أقطاب EEG هي 10٪ أو 20٪ من المسافة الإجمالية للجمجمة.
يمكن أن يختلف عدد الأقطاب الكهربائية على جهاز - بعض أنظمة تسجيل EEG يمكن أن تضم ما يصل إلى 256 قطب. تُستخدم تسجيلات qEEG غطاءًا يحتوي على 19 مستشعرًا لجمع البيانات من جميع المناطق التسعة عشر من فروة رأسك. نظرًا لأن أقطاب EEG تقوم بتكبير الإشارات من الموقع الذي تتواجد عليه، فإن الحصول على qEEG لرسم خرائط الدماغ المستويات التعرف عن الخلل في أداء الدماغ الذي يُلاحظ على مستوى السلوك و/أو الإدراك.
البحوث الأكاديمية
ليست نتائج EEG غير الطبيعية هي المعلومة المهمة الوحيدة المستنتجة من نتيجة اختبار EEG. العديد من الباحثين يستخدمون EEG الطبيعي ضمن أبحاثهم، بما في ذلك دراسة عام 1957 الرائدة حول النشاط الدماغي خلال نوم حركة العين السريعة (REM).
كما تم تقديمه في القسم المتعلق بأنواع موجات الدماغ التي يقيسها EEG، فإن دراسة تسجيلات EEG تكشف عن مدى من الترددات الموجودة داخل إشارات الدماغ. تعكس هذه الترددات حالات انتباه وإدراكية مختلفة. على سبيل المثال، قام الباحثون بمتابعة نشاط نطاق الجاما (الذي يُرتبط بشكل متكرر بالانتباه الواعي) أثناء التحقيق في الاستجابات العصبية خلال التأمل (EEG التأمل).
يرتبط نشاط نطاق الجاما بالأداء العقلي أو الجسدي العالي. أجريت تجارب حيث كان الموضوع الذي يرتدي جهاز EEG يقوم بممارسة التأمل العميق قدمت نظريات بأن موجات الجاما مرتبطة بالتجارب الواعية أو حالات ذهنية متعالية. مع ذلك، لا يوجد اتفاق بين الباحثين الأكاديميين حول الوظائف الإدراكية التي، نشاط نطاق الجاما ترتبط بها.
يحتاج الباحثون إلى وسيلة لمعالجة والتعامل مع كل الثروة من بيانات الدماغ التي يجمعونها — بل حتى مشاركتها مع مؤسسات مختلفة. تُعتبر 'المعلوماتية العصبية' حقل البحث الذي يوفر أدوات حسابية ونماذج رياضية لـ بيانات علم الأعصاب. تهدف المعلوماتية العصبية إلى إنشاء تقنيات لتنظيم قواعد البيانات، مشاركة البيانات، ونمذجة البيانات. تتعلق هذه بمجموعة متنوعة من البيانات، حيث أن 'علم الأعصاب' يعرف بشكل واسع بأنه الدراسة العلمية للنظام العصبي. واحد من فروع علم الأعصاب الفرعية يشمل علم النفس الإدراكي، الذي يستخدم أساليب التصوير العصبي مثل EEG لتحليل أي أجزاء من الدماغ والنظام العصبي تكمن تحته العمليات الإدراكية.
أبحاث السوق: استخدام سماعات EEG لفهم الحالة العاطفية والإدراكية
عملية اختبار EEG
الإعداد لإجراء EEG
تتضمن الأقسام التالية حول مراقبة EEG، تفسير النتائج وإجراءات النتائج معلومات للجماهير الذين يخضعون لاختبارات EEG في بيئة الرعاية الصحية. أفضل وسيلة للتحضير لاختبار هي دائمًا سؤال المدبر عن الإرشادات المحددة للتحضير. تختلف الإرشادات للتحضير حسب استخدام الحالة — على سبيل المثال، قد تتطلب تسجيلات EEG لأبحاث المستهلك، الأبحاث الأكاديمية أو الأداء والرفاهية أن يكون المواضيع نشطة بدلاً من الاستلقاء.
قامت شركات مثل EMOTIV بأسباقات في تقدم تكنولوجيا EEG التي تجعل إجراء الاختبارات ومعالجتها وتفسيرها أسرع وأكثر راحة. يمكن إعداد سماعات الرأس اللاسلكية EEG الخاصة بEMOTIV في أقل من خمس دقائق، وتُمكّن المشارك من التحرك بحرية بدلاً من حصره في مرفق الاختبار.
قبل إجراء اختبار EEG، أبلغ المحترف الذي يدير الاختبار — سواء كان ذلك طبيبًا، صاحب عمل أو باحثًا — عن أي أدوية تتناولها بانتظام. يُوصى بشدة بغسل الشعر الليلة السابقة للاختبار وتركه خاليًا من أي منتجات. تجنب شرب أو تناول أي كافيين قبل 8 ساعات من الاختبار. إذا كان عليك النوم أثناء إجراءات اختبار EEG، قد تُطلب منك تقليل ساعات النوم في الليلة السابقة لضمان أن دماغك يمكنه الاسترخاء بشكل صحيح أثناء الاختبار.
مراقبة EEG
لن تشعر بأي ألم أو انزعاج أثناء إجراء EEG. أثناء إجراء علم الأعصاب EEG العيادي، ستكون مستلقيًا على سرير أو كرسي مستلقي وتُعطى تعليمات لإغلاق عينيك. يقيس فني EEG رأسك ويُحدد مكان تطبيق الأقطاب الكهربائية.
عندما يبدأ الاختبار، تسجل الأقطاب موجات دماغك وترسل النشاط إلى جهاز التسجيل. ثم يقوم جهاز EEG بتحويل البيانات إلى نمط موجات للتفسير. بعد الانتهاء من التسجيل، سيزيل الفني الأقطاب من فروة رأسك.
تستغرق اختبارات EEG الروتينية في الأوساط العلمية أو السريرية 30-60 دقيقة لإكمالها، بما في ذلك حوالي 20 دقيقة من وقت الإعداد الأولي. يمكن أن تكون اختبارات EEG التي تُجرى لأبحاث المستهلك، الأداء الفردي وأبحاث أماكن العمل أطول أو أقصر في المدة الزمنية اعتمادًا على أغراض الاختبار. تدعم سماعات الرأس اللاسلكية EEG الخاصة بـEMOTIV إعدادًا أسرع لحالات الاستخدام هذه (أقل من خمس دقائق).
يجب ألا تحتاج إلى وقت انتعاش بعد إجراء. إذا كنت قد تناولت دواء تسبب في النعاس من أجل النوم أثناء الاختبار، قد ينصح المشرف على الاختبار بالانتظار في المرفق حتى تتلاشى التأثيرات أو يُطلب أن يقودك شخص إلى المنزل.
آثار جانبية لاختبار EEG نادرة. لا تنتج الأقطاب أي إحساسات؛ تُسجل فقط نشاط الدماغ. قد يختبر الأشخاص المصابون بالصرع نوبة من جراء محفزات مثل الأضواء الوامضة أثناء الإجراءات. نوبة أثناء اختبار EEG ليست شيئًا في استعصاء — يمكن أن تساعد الأطباء في تشخيص نوع الصرع وبالتالي تكييف العلاج المناسب.
تفسير نتائج EEG وإجراء النتائج
إذا كنت قد أوصي لك بإجراء EEG لأسباب سريرية، سيتم تفسير نتائج اختبارك بواسطة طبيب متخصص في النظام العصبي. سيدرس الأخصائي السجلات للتمييز بين الأنماط الدماغية الطبيعية وغير الطبيعية. تتميز أنماط موجات الدماغ بوضوح بخصائص شكل موجاتها. على سبيل المثال، النمط القمع الانفجاري، الذي يُلاحظ غالبًا في المرضى الذين يعانون من حالات دماغية غير نشطة مثل من غيبوبة أو التخدير العام، يظهر طفرات قصيرة (الانفجار) يتبعها فترات من انعدام الإشارة (القمع).
تتميز انواع مختلفة من الصرع بأنماط EEG مميزة. يُلاحظ نمط الموجة الشوكية - وهو نمط EEG عام ومتناسق - غالبًا خلال نوبة غياب، حيث يختبر الفرد فقدان وجيز للوعي. تُميز نوبة بؤرية جزئية، حيث تؤثر نشاط النوبة على منطقة واحدة في الدماغ فقط، بواسطة نمط إيقاع سريع منخفض الجهد يظهر في قناة بيانات EEG المرتبطة بتلك المنطقة.
ثم يُرسل الأخصائي تقرير القياس EEG مرة أخرى للطبيب الذي طلب الاختبار. قد يُجدول طبيبك موعدًا لمراجعة صور EEG ومناقشة النتائج معك. بناءً على حالتك، قد يُوصى لك بخدمة تُعرف بالارتجاع العصبي EEG أو الارتجاع البيولوجي كناتج متابعة. على سبيل المثال، الأشخاص الذين يُنظرون إلى تعزيز نماذج موجات الدماغ المرتبطة بالتركيز قد يشاركون في العلاج للأشخاص الذين يعانون من اضطرابات الانتباه (ADHD).
يساعد العلاج بالارتجاع البيولوجي الأفراد في التحكم في عمليات الجسم اللا إرادية. يمكن للفرد الذي يعاني على سبيل المثال من ارتفاع ضغط الدم، مراجعة مقاييس جسمه على شاشة تستقبل البيانات من الأقطاب المطبقة على جلده. يساعد مراقبة هذا النشاط على تعلم تقنيات الاسترخاء والتمرينات العقلية التي يمكن أن تخفف من الأعراض.
بتفسير مشابه، يعتمد الارتجاع العصبي على EEG لتدريب الدماغ على العمل بشكل أفضل. أثناء هذا التدريب، يتم توصيل المريض بجهاز EEG وهو يشاهد نشاط دماغه أثناء العمل. غالبًا ما يشبه هذا نوعًا من ألعاب الفيديو حيث يلعب المريض اللعبة بعقله للتحكم في نشاط دماغه. يحاول المريض تحسين ترددات الدماغ المرتبطة بخلل وظيفي في الدماغ، بنفس الطريقة التي يعمل بها رياضي على تقوية عضلة ضعيفة. غالبًا ما يتم التوصية بالارتجاع العصبي EEG لحالات مثل الصرع، الاضطراب الثنائي القطب، اضطراب نقص الانتباه وفقدان التوحد. ورغم أنه يمكن أن يساعد على تحسين هذه الاضطرابات، إلا أنه لا يمكن أن يعالجهم.
أنواع مختلفة من أجهزة EEG
تأتي آلات EEG في شكل بضعة أجهزة EEG قابلة للارتداء. على المستوى الأعلى هناك فرق بين الأجهزة السريرية EEG (المستخدمة في الإعدادات الصحية والبحوث العلمية) والأجهزة الاستهلاكية EEG (المستخدمة في أبحاث المستهلكين، الأبحاث الأكاديمية والأداء والرفاهية).
تسمح الأجهزة السريرية، المشاركين لا يمكنهم التحرك أثناء ارتداء الجهاز ويجب جمع البيانات في بيئة محكمة وبدون أي تشويش لإحداث الإشارة. تُمكِّن أجهزة EEG الاستهلاكية مثل سماعات الرأس اللاسلكية من EMOTIV المستخدمين من مراقبة النشاط الدماغي في أي مكان.
التباين بين أنواع مختلفة من أجهزة EEG القابلة للارتداء ضروري لدعم متطلبات المحترفين الذين يستخدمون أنظمة EEG والإعدادات التي تجمع فيها البيانات. على سبيل المثال، غالباً ما يحتاج أطباء الأعصاب والعلماء إلى كثافة أعلى من المستشسرات لأداء تحليل البيانات بشكل أفضل من محقق المستهلكين. بالإضافة إلى وضع الأقطاب الكهربائية EEG، هناك بعض المتغيرات الأخرى الجديرة بالذكر بين أنظمة EEG التي يجب مراعاتها.
أغطية EEG مقابل سماعات EEG
ما الفرق بين غطاء EEG وسماعة EEG؟ الفرق الرئيسي بين هذين النوعين الأكثر شيوعًا من أجهزة EEG القابلة للارتداء يكمن في عدد الأقطاب الكهربائية. تحتوي سماعات الرأس عادة بين 5 و20 قطبًا. يمكن أن تدعم الأغطية المزيد من المستشعرات، حيث تتمتع بمساحة سطحية أكبر لتطبيق الأقطاب. أغطية EEG، مثل EMOTIV EPOC FLEX تقدم مستشعرات قابلة للنقل لمواقع مرنة. تتواجد تكوينات المستشعرات في سماعات الرأس EMOTIV INSIGH و EPOC X ثابتة.
إيبوق فلكس
مستشعرات جيل أو مالحة
إيبوق+ وإيبوق X
مستشعرات مالحة
الأقطاب الكهربائية EEG الرطبة مقابل الأقطاب الجافة
تستخدم أجهزة EEG بشكل رئيسي إما أقطابًا رطبة أو جافة. هناك شكل جديد من الأقطاب الكهربائية تسمى "أقطاب الوشم"، وهي أقطاب كهربائية مطبوعة تُطبق كوشم مؤقت. تسمح الأقطاب الكهربائية الرطبة بدقة بيانات أفضل لأنها تستخدم جيل لتحقيق اتصال أفضل مع فروة الرأس. تُستخدم الأقطاب الكهربائية الرطبة بشكل رئيسي في البيئات السريرية والبحثية. لا تتطلب الأقطاب الكهربائية الجافة لصق جل. تُستخدم أجهزة EEG ذات الأقطاب الكهربائية الجافة غالبًا في أبحاث EEG للمستهلكين، لأنها تسمح بوقت إعداد أسرع.&pفا{
***إخلاء المسؤولية - منتجات EMOTIV مخصصة للاستخدام في التطبيقات البحثية والاستخدام الشخصي فقط. منتجاتنا ليست مباعة كأجهزة طبية كما هو مُعرف في توجيه الاتحاد الأوروبي 93/42/EEC. منتجاتنا ليست مصممة أو مخصصة للاستخدام في تشخيص أو علاج الأمراض.
تعريف EEG
EEG هو اختصار لـ “التخطيط الكهربائي للدماغ” وهو عملية فسيولوجية كهربائية لتسجيل النشاط الكهربائي للدماغ. يقيس EEG التغيرات في النشاط الكهربائي الذي تنتجه الدماغ. تأتي تغيرات الجهد الكهربي من التيار الأيوني داخل وبين بعض خلايا الدماغ التي تُسمى الخلايا العصبية.
ما هو EEG؟
يقيم اختبار EEG النشاط الكهربائي للدماغ. تُجرى فحوصات EEG من خلال وضع مستشعرات EEG - عبارة عن أقراص معدنية صغيرة تُسمى أيضًا أقطاب EEG - على فروة رأسك. تلتقط هذه الأقطاب وتُسجل النشاط الكهربائي في دماغك. تُضخم إشارات EEG التي تم جمعها وتُرقمن ثم تُرسل إلى جهاز كمبيوتر أو جهاز محمول للتخزين ومعالجة البيانات.
تحليل بيانات EEG هو وسيلة استثنائية لدراسة العمليات الإدراكية. يمكن أن يساعد الأطباء على وضع تشخيص صحي، والباحثين على فهم العمليات الدماغية التي تكمن وراء السلوك البشري، والأفراد على تحسين إنتاجيتهم ورفاهيتهم.
كيف يعمل EEG؟
تنتج مليارات الخلايا في دماغك إشارات كهربائية صغيرة جدًا تشكل أنماط غير خطية تُسمى موجات الدماغ. يقيس جهاز EEG النشاط الكهربائي في القشرة المخية، الطبقة الخارجية من الدماغ، أثناء اختبار EEG. توضع مستشعرات EEG على رأس المشارك، ثم تكتشف الأقطاب الكهربائية بشكل غير جراحي موجات الدماغ من الموضوع.
يمكن لمستشعرات EEG تسجيل ما يصل إلى عدة آلاف من اللقطات من النشاط الكهربائي الناتج في الدماغ في غضون ثانية واحدة. تُرسل موجات الدماغ المُسجلة إلى مكبرات الصوت، ثم إلى جهاز الكمبيوتر أو السحابة لمعالجة البيانات. يمكن تسجيل الإشارات المضخمة، التي تشبه الخطوط المتموجة، على جهاز كمبيوتر أو جهاز محمول أو قاعدة بيانات سحابية.
يعتبر برنامج الحوسبة السحابية تطورًا حاسمًا في معالجة بيانات EEG، لأنه يسمح بتحليل التسجيلات في الوقت الفعلي على نطاق واسع - في الأيام الأولى لقياس EEG، كانت الموجات تُسجل ببساطة على ورق بياني. تعرض أنظمة EEG، في الأبحاث الأكاديمية والتجارية، البيانات عادة كسلسلة زمنية، أو كتدفق مستمر من الفولتية.
موجات EEG المُسجلة على ورق بياني
موجات EEG المُسجلة رقميًا
موجات EEG في برنامج تصوير الدماغ الحديث
من أجل خريطة النشاط الكهربائي للدماغ، من الأفضل الحصول على قياسات EEG من إشارات عبر العديد من التركيبات القشرية المختلفة المنتشرة في جميع أنحاء سطح الدماغ.
موجات EEG في رسم السلسلة الزمنية لبرنامج تصوير الدماغ الحديث
أنواع موجات الدماغ التي يقيسها EEG
تلتقط أقطاب جهاز EEG النشاط الكهربائي الذي يتم التعبير عنه في ترددات EEG المختلفة. باستخدام خوارزمية تُسمى التحويل السريع لفورييه (FFT)، يمكن تحديد هذه الإشارات الخام كأمواج متميزة بترددات مختلفة. يُقاس التردد، الذي يشير إلى سرعة التذبذبات الكهربائية، في دورات في الثانية - حيث أن هرتز واحدة (Hz) تعادل دورة واحدة في الثانية. تُصنف موجات الدماغ حسب التردد إلى أربعة أنواع رئيسية: بيتا، ألفا، ثيتا، ودلتا.
تناقش الفقرات التالية بعض الوظائف المرتبطة بأنواع الترددات الدماغية الأربعة الرئيسية. هذه الوظائف وُجدت ببساطة لتكون مرتبطة بترددات الدماغ المختلفة - لا يوجد تطابق خطي واحد لواحد بين نطاق التردد ووظيفة محددة في الدماغ.
موجات بيتا (نطاق التردد من 14 Hz إلى حوالي 30 Hz)
تُرتبط موجات بيتا بشكل وثيق بالوعي أو بالحالة المستيقظة و الانتباه. وتُرتبط موجات بيتا ذات السعة المنخفضة بالتركيز النشط، أو بالحالة المشغولة أو القلقة. كما تُرتبط موجات بيتا بقرارات الحركة (كبح الحركة وتغذية الحركة الراجعة الحسية). عند قياسها بواسطة جهاز EEG، تُعرف الإشارات عادةً بموجات بيتا EEG.
موجات ألفا (نطاق التردد من 7 Hz إلى 13 Hz)
ترتبط موجات ألفا غالبًا بحالة ذهنية هادئة ومرتاحة وواضحة. يمكن العثور على موجات ألفا في المناطق القذالية والخلفية من الدماغ. يمكن تحفيز موجات ألفا عن طريق إغلاق العيون والاسترخاء، وهي نادراً ما تكون موجودة أثناء العمليات الإدراكية المكثفة كالتفكير والحساب الذهني وحل المشاكل. في معظم البالغين، يتراوح تردد موجات ألفا بين 9 و 11 Hz. وعند قياسها بواسطة جهاز EEG، تُعرف عادةً بموجات ألفا EEG.
موجات ثيتا (نطاق التردد من 4 Hz إلى 7 Hz)
يُشار إلى النشاط الدماغي ضمن نطاق ترددي يتراوح بين 4 و7 Hz على أنه نشاط الثيتا. يتم العثور على إيقاع الثيتا الذي يتم اكتشافه في قياس EEG غالبًا في الشباب، خاصةً في المناطق الصدغية وأثناء فرط التنفس. في الأفراد الأكبر سنًا، يُشاهد نشاط الثيتا الذي يتمتع بسعة أكبر من حوالي 30 مللي فولت (mV) بشكل أقل شيوعًا، باستثناء أثناء النعاس. عند قياسها بواسطة جهاز EEG، تُعرف هذه عادة بموجات ثيتا EEG.
موجات دلتا (نطاق التردد حتى 4 Hz)
يُعثر على نشاط دلتا بشكل رئيسي في الأطفال الرضع. تُرتبط موجات دلتا بالمراحل العميقة من النوم في الأشخاص الأكبر سنًا. وقد وثقت موجات دلتا فترات ما بين النوبات (بين النوبات) لدى المرضى الذين يعانون من نوبات الغياب، والتي تشمل حالات فقدان مفاجئ للاهتمام.
تتميز موجات دلتا بتردد منخفض (حوالي 3 Hz)، وموجات ذات سعة عالية. يمكن أن تكون إيقاعات دلتا موجودة أثناء اليقظة - حيث يمكن أن تتجاوب مع فتح العينين وقد تُعزز بواسطة فرط التنفس كذلك. عند قياسها بواسطة جهاز EEG، تُعرف هذه عادة بموجات دلتا EEG.
استخدام موجات EEG لفهم كيفية عمل الدماغ
ما الذي يُظهره EEG؟
دماغك يمتص ويعالج باستمرار المعلومات، حتى عندما تنام. يولد كل هذا النشاط إشارات كهربائية تلتقطها مستشعرات EEG. يسمح هذا بالتقاط التغيرات في النشاط الدماغي، حتى إذا لم يكن هناك استجابة سلوكية مرئية، مثل الحركة أو تعبير الوجه.
يرصد الجهاز EEG التغيرات في الكهرباء التي تنتجها الدماغ، ولكن ليس الأفكار أو المشاعر. لا يُرسل أي كهرباء إلى دماغك.
يعد اكتشاف النشاط عبر القشور الدماغية الرئيسية أمرًا حاسمًا للحصول على بيانات EEG عالية الجودة. يمكن أن تكون النتائج مؤشرًا لتقييم الحالات العاطفية المتأثرة بالمنبهات الخارجية.
لمحة تاريخية عن EEG
تم إجراء الأبحاث حول ظواهر النشاط الكهربائي في الدماغ على الحيوانات منذ عام 1875، عندما نشر الطبيب ريتشارد كاتون نتائجه من التجارب على الأرانب والقرود في المجلة الطبية البريطانية.
في عام 1890، وضع أدولف بيك أقطابًا كهربائية مباشرة على سطح دماغ كلب وأرنب لاختبار الاستجابة للتحفيزات الحسية. قادته ملاحظته للنشاط الكهربائي المتذبذب للدماغ إلى اكتشاف موجات الدماغ وأدى إلى أن يصبح EEG مجالًا علميًا.
يُنسب إلى عالم الفسيولوجيا العصبية والطبيب النفسي الألماني هانز بيرجر تسجيل أولى موجات الدماغ البشرية EEG في عام 1924. اخترع بيرجر جهاز تخطيط كهربية الدماغ، وهو جهاز يسجل إشارات EEG. في كتابه “أصول EEG”، وصف المؤلف ديفيد ميليت الاختراع بأنه "واحد من أكثر التطورات المدهشة والرائعة والمهمة في تاريخ علم الأعصاب السريري."
تم الحصول على أول تسجيل EEG للإنسان بواسطة هانز بيرجر في عام 1924. الإشارة العليا هي EEG والسفلى هي إشارة توقيتية 10 Hz.
هانز بيرجر، أول شخص يُسجل موجات الدماغ EEG لدى البشر.
بدأت مجال علم التخطيط الكهربائي السريري للدماغ في عام 1935. وأتى نتيجة لأبحاث عالم الأعصاب فريدريك جيبس، وهلوييل ديفيس وويليام لينوكس حول الأشواك الصرعية، وموجات الأشواك بيكونتيركتية والنوبات الصرعية القاصية الثلاث. استنتج جيبس والعالم هيربرت جاسبر أن الأناونيركيهما مميزة للصرع. افتتحت أول مختبر EEG في مستشفى ماساتشوستس العام في عام 1936.
في عام 1947، تأسست جمعية EEG الأمريكية، التي تعرف الآن بـ جمعية التشخيص العصبي الإكلينيكي الأمريكية، وعقد أول مؤتمر دولي لـ EEG.
في الخمسينيات، طور وليام جراي والتر تقنية رسم خرائط EEG، وهي مكمل لـ EEG، والتي سمحت برسم خريطة النشاط الكهربائي عبر سطح الدماغ. كان هذا شائعًا في الثمانينيات، لكنه لم يتبنى في علم الأعصاب السائدة.
كان ستيڤو بوزينوفسكي، ليليانا بوزينوفسكا، وميهايل سستاكوف هم العلماء الأوائل الذين نجحوا في استخدام جهاز EEG للتحكم في كائن مادي في عام 1988. في عام 2011، دخل EEG السوق الاستهلاكي عندما أطلق رواد التقنية تان لي والدكتور جيف ماككلار لشركة EMOTIV.
يُعد تكنولوجيا EEG مثل سماعات الرأس والأغطية مكونات لتقنيات الواجهة بين الدماغ والكمبيوتر (BCI). يُشير إلى BCI أيضًا بالواجهة بين الإنسان والآلة (HMI)، والواجهة بين العقل والآلة (MMI)، والواجهة بين الدماغ والآلة (BMI) والواجهة العصبية المباشرة (DNI) — DNI يمكن أن يُفك شفرة الإشارات من الدماغ وأجزاء أخرى من النظام العصبي. تهدف BCI إلى تتبع الأداء الإدراكي والتحكم في الأجسام الافتراضية والمادية عبر التعلم الآلي للأوامر العقلية المدربة.
في عام 2017، أصبح متسابق الرباعي رودريغو هوبنر منديس أول شخص يتمكن من قيادة سيارة فورمولا 1 فقط باستخدام موجات دماغه، بفضل سماعة الرأس EMOTIV EEG.
ما هو EEG مستخدم لأجله؟
الأداء والرفاهية
يمكن للرياضيين، خبراء التقنيات الحيوية، وأي مستهلك مهتم استخدام EEG ل"تتبع" نشاط دماغهم بنفس الطريقة التي قد يتتبعون بها عدد الخطوات التي يتخذونها في يوم واحد. يمكن EEG من قياس الوظائف الإدراكية - كالتشتت والتركيز، والإجهاد والحمولة الإدراكية (إجمالي سعة الدماغ للنشاط الذهني المفروضة على الذاكرة العاملة في أي لحظة). يمكن لهذه النتائج أن تكشف عن نظرات قيمة حول كيفية استجابة الدماغ لأحداث الحياة اليومية. توفر بيانات EEG ردود فعل يمكن استخدامها لتصميم استراتيجيات مدروسة علميًا لتقليل الإجهاد، تحسين التركيز أو تعزيز التأمل.
البحث الاستهلاكي
يمكن أن تكون بيانات EEG أداة بحث قوية للرؤى الاستهلاكية. تتيح استجابات الدماغ ردود فعل غير مسبوقة من المستهلكين - حيث يتم استخدام EEG لقياس الفجوة بين ما يركز عليه المستهلكون حقًا مقابل ما يبلغون عنه بشكل ذاتي أو يلاحظونه. يمكن لدمج EEG مع مستشعرات بيومترية أخرى مثل تتبع العين، وتحليل تعبيرات الوجه، وقياسات معدل القلب أن يوفر فهماً كاملاً لسلوك العملاء للشركات. يُطلق على استخدام تقنيات الدماغ لدراسة ردود فعل المستهلكين التسويق العصبي.
الرعاية الصحية
لأن اختبارات EEG تُظهر نشاط الدماغ أثناء إجراء محكم، يمكن أن تحتوي النتائج على معلومات تُستخدم لتشخيص اضطرابات الدماغ المختلفة. تُعرض بيانات EEG غير الطبيعية من خلال موجات دماغية غير منتظمة. يمكن أن تشير بيانات EEG غير الطبيعية إلى علامات اضطراب الدماغ، إصابة الرأس، اضطرابات النوم، مشاكل الذاكرة، أورام الدماغ، السكتة الدماغية، الخرف، اضطرابات النوبات مثل الصرع وحالات أخرى مختلفة. حسب التشخيص المقصود، قد يدمج الأطباء بين EEG والاختبارات الإدراكية، مراقبة نشاط الدماغ و تقنيات التصوير العصبي.
تشخيص النوبات
تُوصى بإجراء اختبارات EEG غالبًا للمرضى الذين يعانون من نشاط النوبات. في هذه الحالات، قد يُجري الأطباء EEG المتنقل. يسجل EEG المتنقل باستمرار لمدة تصل إلى 72 ساعة، بينما تستمر EEG التقليدية لمدة 1-2 ساعة. يُسمح للمرضى بالتحرك في منازلهم وهم يرتدون سماعة EEG. يزيد تمديد التسجيل من احتمال تسجيل نشاط دماغي غير طبيعي. ومن ثم، غالبًا ما يُستخدم EEG المتنقل لتشخيص حالات الصرعة (EEG الصرعة)، أو اضطرابات النوبات أو اضطرابات النوم.
دراسة النوم لاضطرابات النوم
اختبار دراسة النوم EEG أو "البوليسومنوغرافي" يُقيس نشاط الجسم بالإضافة إلى إجراء فحص للدماغ. يراقب تقني EEG معدل ضربات القلب، التنفس ومستويات الأكسجين في دمك خلال إجراء خلال الليل. يتم استخدام البوليسومنوغرافي بشكل رئيسي في الأبحاث الطبية وكاختبار تشخيصي لاضطرابات النوم.
علم الأعصاب الكمي
نظراً لأن EEG يقيس النشاط الكهربائي في الطبقة العلوية من الدماغ (القشرة المخية)، فإنه يمكن أن يلتقط موجات الدماغ من فروة الرأس. عن طريق دمج اختبارات EEG الدماغية مع بيانات من تقنيات أخرى المراقبة الدماغية، يمكن للباحثين اكتساب رؤى جديدة حول التفاعلات المعقدة التي تحدث في أدمغتنا - وكذلك في أجسامنا.
هذا بالضبط ما يسعى إليه تخطيط الدماغ الكهربائي الكمي (qEEG) لتحقيقه. يقوم qEEG بتسجيل موجات دماغك مثله مثل EEG التقليدي. باستخدام التعلم الآلي، يقارن qEEG موجات دماغك مع موجات الدماغ لدى الأفراد الذين هم في نفس النوع الجنسي والنطاق العمري، لكن الذين لا يعانون من اضطراب في الدماغ. يُنشئ qEEG عملية خريطة لدماغك من خلال المقارنة الكمية. تمتلك هذه العملية في التخصص الفرعي لعلم الأعصاب الذي يُعرف بـ علوم الأعصاب الحسابية.
يُعد وضع الأقطاب الكهربائية EEG جزءًا حاسمًا من نجاح qEEG. تتبع الترتيبات التقليدية لأقطاب EEG نظام 10-20، وهو معيار معترف به دولياً لتطبيق الأقطاب المرتبطة بفروة رأسك. '10-20' يشير إلى أن المسافة بين أقطاب EEG هي 10٪ أو 20٪ من المسافة الإجمالية للجمجمة.
يمكن أن يختلف عدد الأقطاب الكهربائية على جهاز - بعض أنظمة تسجيل EEG يمكن أن تضم ما يصل إلى 256 قطب. تُستخدم تسجيلات qEEG غطاءًا يحتوي على 19 مستشعرًا لجمع البيانات من جميع المناطق التسعة عشر من فروة رأسك. نظرًا لأن أقطاب EEG تقوم بتكبير الإشارات من الموقع الذي تتواجد عليه، فإن الحصول على qEEG لرسم خرائط الدماغ المستويات التعرف عن الخلل في أداء الدماغ الذي يُلاحظ على مستوى السلوك و/أو الإدراك.
البحوث الأكاديمية
ليست نتائج EEG غير الطبيعية هي المعلومة المهمة الوحيدة المستنتجة من نتيجة اختبار EEG. العديد من الباحثين يستخدمون EEG الطبيعي ضمن أبحاثهم، بما في ذلك دراسة عام 1957 الرائدة حول النشاط الدماغي خلال نوم حركة العين السريعة (REM).
كما تم تقديمه في القسم المتعلق بأنواع موجات الدماغ التي يقيسها EEG، فإن دراسة تسجيلات EEG تكشف عن مدى من الترددات الموجودة داخل إشارات الدماغ. تعكس هذه الترددات حالات انتباه وإدراكية مختلفة. على سبيل المثال، قام الباحثون بمتابعة نشاط نطاق الجاما (الذي يُرتبط بشكل متكرر بالانتباه الواعي) أثناء التحقيق في الاستجابات العصبية خلال التأمل (EEG التأمل).
يرتبط نشاط نطاق الجاما بالأداء العقلي أو الجسدي العالي. أجريت تجارب حيث كان الموضوع الذي يرتدي جهاز EEG يقوم بممارسة التأمل العميق قدمت نظريات بأن موجات الجاما مرتبطة بالتجارب الواعية أو حالات ذهنية متعالية. مع ذلك، لا يوجد اتفاق بين الباحثين الأكاديميين حول الوظائف الإدراكية التي، نشاط نطاق الجاما ترتبط بها.
يحتاج الباحثون إلى وسيلة لمعالجة والتعامل مع كل الثروة من بيانات الدماغ التي يجمعونها — بل حتى مشاركتها مع مؤسسات مختلفة. تُعتبر 'المعلوماتية العصبية' حقل البحث الذي يوفر أدوات حسابية ونماذج رياضية لـ بيانات علم الأعصاب. تهدف المعلوماتية العصبية إلى إنشاء تقنيات لتنظيم قواعد البيانات، مشاركة البيانات، ونمذجة البيانات. تتعلق هذه بمجموعة متنوعة من البيانات، حيث أن 'علم الأعصاب' يعرف بشكل واسع بأنه الدراسة العلمية للنظام العصبي. واحد من فروع علم الأعصاب الفرعية يشمل علم النفس الإدراكي، الذي يستخدم أساليب التصوير العصبي مثل EEG لتحليل أي أجزاء من الدماغ والنظام العصبي تكمن تحته العمليات الإدراكية.
أبحاث السوق: استخدام سماعات EEG لفهم الحالة العاطفية والإدراكية
عملية اختبار EEG
الإعداد لإجراء EEG
تتضمن الأقسام التالية حول مراقبة EEG، تفسير النتائج وإجراءات النتائج معلومات للجماهير الذين يخضعون لاختبارات EEG في بيئة الرعاية الصحية. أفضل وسيلة للتحضير لاختبار هي دائمًا سؤال المدبر عن الإرشادات المحددة للتحضير. تختلف الإرشادات للتحضير حسب استخدام الحالة — على سبيل المثال، قد تتطلب تسجيلات EEG لأبحاث المستهلك، الأبحاث الأكاديمية أو الأداء والرفاهية أن يكون المواضيع نشطة بدلاً من الاستلقاء.
قامت شركات مثل EMOTIV بأسباقات في تقدم تكنولوجيا EEG التي تجعل إجراء الاختبارات ومعالجتها وتفسيرها أسرع وأكثر راحة. يمكن إعداد سماعات الرأس اللاسلكية EEG الخاصة بEMOTIV في أقل من خمس دقائق، وتُمكّن المشارك من التحرك بحرية بدلاً من حصره في مرفق الاختبار.
قبل إجراء اختبار EEG، أبلغ المحترف الذي يدير الاختبار — سواء كان ذلك طبيبًا، صاحب عمل أو باحثًا — عن أي أدوية تتناولها بانتظام. يُوصى بشدة بغسل الشعر الليلة السابقة للاختبار وتركه خاليًا من أي منتجات. تجنب شرب أو تناول أي كافيين قبل 8 ساعات من الاختبار. إذا كان عليك النوم أثناء إجراءات اختبار EEG، قد تُطلب منك تقليل ساعات النوم في الليلة السابقة لضمان أن دماغك يمكنه الاسترخاء بشكل صحيح أثناء الاختبار.
مراقبة EEG
لن تشعر بأي ألم أو انزعاج أثناء إجراء EEG. أثناء إجراء علم الأعصاب EEG العيادي، ستكون مستلقيًا على سرير أو كرسي مستلقي وتُعطى تعليمات لإغلاق عينيك. يقيس فني EEG رأسك ويُحدد مكان تطبيق الأقطاب الكهربائية.
عندما يبدأ الاختبار، تسجل الأقطاب موجات دماغك وترسل النشاط إلى جهاز التسجيل. ثم يقوم جهاز EEG بتحويل البيانات إلى نمط موجات للتفسير. بعد الانتهاء من التسجيل، سيزيل الفني الأقطاب من فروة رأسك.
تستغرق اختبارات EEG الروتينية في الأوساط العلمية أو السريرية 30-60 دقيقة لإكمالها، بما في ذلك حوالي 20 دقيقة من وقت الإعداد الأولي. يمكن أن تكون اختبارات EEG التي تُجرى لأبحاث المستهلك، الأداء الفردي وأبحاث أماكن العمل أطول أو أقصر في المدة الزمنية اعتمادًا على أغراض الاختبار. تدعم سماعات الرأس اللاسلكية EEG الخاصة بـEMOTIV إعدادًا أسرع لحالات الاستخدام هذه (أقل من خمس دقائق).
يجب ألا تحتاج إلى وقت انتعاش بعد إجراء. إذا كنت قد تناولت دواء تسبب في النعاس من أجل النوم أثناء الاختبار، قد ينصح المشرف على الاختبار بالانتظار في المرفق حتى تتلاشى التأثيرات أو يُطلب أن يقودك شخص إلى المنزل.
آثار جانبية لاختبار EEG نادرة. لا تنتج الأقطاب أي إحساسات؛ تُسجل فقط نشاط الدماغ. قد يختبر الأشخاص المصابون بالصرع نوبة من جراء محفزات مثل الأضواء الوامضة أثناء الإجراءات. نوبة أثناء اختبار EEG ليست شيئًا في استعصاء — يمكن أن تساعد الأطباء في تشخيص نوع الصرع وبالتالي تكييف العلاج المناسب.
تفسير نتائج EEG وإجراء النتائج
إذا كنت قد أوصي لك بإجراء EEG لأسباب سريرية، سيتم تفسير نتائج اختبارك بواسطة طبيب متخصص في النظام العصبي. سيدرس الأخصائي السجلات للتمييز بين الأنماط الدماغية الطبيعية وغير الطبيعية. تتميز أنماط موجات الدماغ بوضوح بخصائص شكل موجاتها. على سبيل المثال، النمط القمع الانفجاري، الذي يُلاحظ غالبًا في المرضى الذين يعانون من حالات دماغية غير نشطة مثل من غيبوبة أو التخدير العام، يظهر طفرات قصيرة (الانفجار) يتبعها فترات من انعدام الإشارة (القمع).
تتميز انواع مختلفة من الصرع بأنماط EEG مميزة. يُلاحظ نمط الموجة الشوكية - وهو نمط EEG عام ومتناسق - غالبًا خلال نوبة غياب، حيث يختبر الفرد فقدان وجيز للوعي. تُميز نوبة بؤرية جزئية، حيث تؤثر نشاط النوبة على منطقة واحدة في الدماغ فقط، بواسطة نمط إيقاع سريع منخفض الجهد يظهر في قناة بيانات EEG المرتبطة بتلك المنطقة.
ثم يُرسل الأخصائي تقرير القياس EEG مرة أخرى للطبيب الذي طلب الاختبار. قد يُجدول طبيبك موعدًا لمراجعة صور EEG ومناقشة النتائج معك. بناءً على حالتك، قد يُوصى لك بخدمة تُعرف بالارتجاع العصبي EEG أو الارتجاع البيولوجي كناتج متابعة. على سبيل المثال، الأشخاص الذين يُنظرون إلى تعزيز نماذج موجات الدماغ المرتبطة بالتركيز قد يشاركون في العلاج للأشخاص الذين يعانون من اضطرابات الانتباه (ADHD).
يساعد العلاج بالارتجاع البيولوجي الأفراد في التحكم في عمليات الجسم اللا إرادية. يمكن للفرد الذي يعاني على سبيل المثال من ارتفاع ضغط الدم، مراجعة مقاييس جسمه على شاشة تستقبل البيانات من الأقطاب المطبقة على جلده. يساعد مراقبة هذا النشاط على تعلم تقنيات الاسترخاء والتمرينات العقلية التي يمكن أن تخفف من الأعراض.
بتفسير مشابه، يعتمد الارتجاع العصبي على EEG لتدريب الدماغ على العمل بشكل أفضل. أثناء هذا التدريب، يتم توصيل المريض بجهاز EEG وهو يشاهد نشاط دماغه أثناء العمل. غالبًا ما يشبه هذا نوعًا من ألعاب الفيديو حيث يلعب المريض اللعبة بعقله للتحكم في نشاط دماغه. يحاول المريض تحسين ترددات الدماغ المرتبطة بخلل وظيفي في الدماغ، بنفس الطريقة التي يعمل بها رياضي على تقوية عضلة ضعيفة. غالبًا ما يتم التوصية بالارتجاع العصبي EEG لحالات مثل الصرع، الاضطراب الثنائي القطب، اضطراب نقص الانتباه وفقدان التوحد. ورغم أنه يمكن أن يساعد على تحسين هذه الاضطرابات، إلا أنه لا يمكن أن يعالجهم.
أنواع مختلفة من أجهزة EEG
تأتي آلات EEG في شكل بضعة أجهزة EEG قابلة للارتداء. على المستوى الأعلى هناك فرق بين الأجهزة السريرية EEG (المستخدمة في الإعدادات الصحية والبحوث العلمية) والأجهزة الاستهلاكية EEG (المستخدمة في أبحاث المستهلكين، الأبحاث الأكاديمية والأداء والرفاهية).
تسمح الأجهزة السريرية، المشاركين لا يمكنهم التحرك أثناء ارتداء الجهاز ويجب جمع البيانات في بيئة محكمة وبدون أي تشويش لإحداث الإشارة. تُمكِّن أجهزة EEG الاستهلاكية مثل سماعات الرأس اللاسلكية من EMOTIV المستخدمين من مراقبة النشاط الدماغي في أي مكان.
التباين بين أنواع مختلفة من أجهزة EEG القابلة للارتداء ضروري لدعم متطلبات المحترفين الذين يستخدمون أنظمة EEG والإعدادات التي تجمع فيها البيانات. على سبيل المثال، غالباً ما يحتاج أطباء الأعصاب والعلماء إلى كثافة أعلى من المستشسرات لأداء تحليل البيانات بشكل أفضل من محقق المستهلكين. بالإضافة إلى وضع الأقطاب الكهربائية EEG، هناك بعض المتغيرات الأخرى الجديرة بالذكر بين أنظمة EEG التي يجب مراعاتها.
أغطية EEG مقابل سماعات EEG
ما الفرق بين غطاء EEG وسماعة EEG؟ الفرق الرئيسي بين هذين النوعين الأكثر شيوعًا من أجهزة EEG القابلة للارتداء يكمن في عدد الأقطاب الكهربائية. تحتوي سماعات الرأس عادة بين 5 و20 قطبًا. يمكن أن تدعم الأغطية المزيد من المستشعرات، حيث تتمتع بمساحة سطحية أكبر لتطبيق الأقطاب. أغطية EEG، مثل EMOTIV EPOC FLEX تقدم مستشعرات قابلة للنقل لمواقع مرنة. تتواجد تكوينات المستشعرات في سماعات الرأس EMOTIV INSIGH و EPOC X ثابتة.
إيبوق فلكس
مستشعرات جيل أو مالحة
إيبوق+ وإيبوق X
مستشعرات مالحة
الأقطاب الكهربائية EEG الرطبة مقابل الأقطاب الجافة
تستخدم أجهزة EEG بشكل رئيسي إما أقطابًا رطبة أو جافة. هناك شكل جديد من الأقطاب الكهربائية تسمى "أقطاب الوشم"، وهي أقطاب كهربائية مطبوعة تُطبق كوشم مؤقت. تسمح الأقطاب الكهربائية الرطبة بدقة بيانات أفضل لأنها تستخدم جيل لتحقيق اتصال أفضل مع فروة الرأس. تُستخدم الأقطاب الكهربائية الرطبة بشكل رئيسي في البيئات السريرية والبحثية. لا تتطلب الأقطاب الكهربائية الجافة لصق جل. تُستخدم أجهزة EEG ذات الأقطاب الكهربائية الجافة غالبًا في أبحاث EEG للمستهلكين، لأنها تسمح بوقت إعداد أسرع.&pفا{
***إخلاء المسؤولية - منتجات EMOTIV مخصصة للاستخدام في التطبيقات البحثية والاستخدام الشخصي فقط. منتجاتنا ليست مباعة كأجهزة طبية كما هو مُعرف في توجيه الاتحاد الأوروبي 93/42/EEC. منتجاتنا ليست مصممة أو مخصصة للاستخدام في تشخيص أو علاج الأمراض.
تعريف EEG
EEG هو اختصار لـ “التخطيط الكهربائي للدماغ” وهو عملية فسيولوجية كهربائية لتسجيل النشاط الكهربائي للدماغ. يقيس EEG التغيرات في النشاط الكهربائي الذي تنتجه الدماغ. تأتي تغيرات الجهد الكهربي من التيار الأيوني داخل وبين بعض خلايا الدماغ التي تُسمى الخلايا العصبية.
ما هو EEG؟
يقيم اختبار EEG النشاط الكهربائي للدماغ. تُجرى فحوصات EEG من خلال وضع مستشعرات EEG - عبارة عن أقراص معدنية صغيرة تُسمى أيضًا أقطاب EEG - على فروة رأسك. تلتقط هذه الأقطاب وتُسجل النشاط الكهربائي في دماغك. تُضخم إشارات EEG التي تم جمعها وتُرقمن ثم تُرسل إلى جهاز كمبيوتر أو جهاز محمول للتخزين ومعالجة البيانات.
تحليل بيانات EEG هو وسيلة استثنائية لدراسة العمليات الإدراكية. يمكن أن يساعد الأطباء على وضع تشخيص صحي، والباحثين على فهم العمليات الدماغية التي تكمن وراء السلوك البشري، والأفراد على تحسين إنتاجيتهم ورفاهيتهم.
كيف يعمل EEG؟
تنتج مليارات الخلايا في دماغك إشارات كهربائية صغيرة جدًا تشكل أنماط غير خطية تُسمى موجات الدماغ. يقيس جهاز EEG النشاط الكهربائي في القشرة المخية، الطبقة الخارجية من الدماغ، أثناء اختبار EEG. توضع مستشعرات EEG على رأس المشارك، ثم تكتشف الأقطاب الكهربائية بشكل غير جراحي موجات الدماغ من الموضوع.
يمكن لمستشعرات EEG تسجيل ما يصل إلى عدة آلاف من اللقطات من النشاط الكهربائي الناتج في الدماغ في غضون ثانية واحدة. تُرسل موجات الدماغ المُسجلة إلى مكبرات الصوت، ثم إلى جهاز الكمبيوتر أو السحابة لمعالجة البيانات. يمكن تسجيل الإشارات المضخمة، التي تشبه الخطوط المتموجة، على جهاز كمبيوتر أو جهاز محمول أو قاعدة بيانات سحابية.
يعتبر برنامج الحوسبة السحابية تطورًا حاسمًا في معالجة بيانات EEG، لأنه يسمح بتحليل التسجيلات في الوقت الفعلي على نطاق واسع - في الأيام الأولى لقياس EEG، كانت الموجات تُسجل ببساطة على ورق بياني. تعرض أنظمة EEG، في الأبحاث الأكاديمية والتجارية، البيانات عادة كسلسلة زمنية، أو كتدفق مستمر من الفولتية.
موجات EEG المُسجلة على ورق بياني
موجات EEG المُسجلة رقميًا
موجات EEG في برنامج تصوير الدماغ الحديث
من أجل خريطة النشاط الكهربائي للدماغ، من الأفضل الحصول على قياسات EEG من إشارات عبر العديد من التركيبات القشرية المختلفة المنتشرة في جميع أنحاء سطح الدماغ.
موجات EEG في رسم السلسلة الزمنية لبرنامج تصوير الدماغ الحديث
أنواع موجات الدماغ التي يقيسها EEG
تلتقط أقطاب جهاز EEG النشاط الكهربائي الذي يتم التعبير عنه في ترددات EEG المختلفة. باستخدام خوارزمية تُسمى التحويل السريع لفورييه (FFT)، يمكن تحديد هذه الإشارات الخام كأمواج متميزة بترددات مختلفة. يُقاس التردد، الذي يشير إلى سرعة التذبذبات الكهربائية، في دورات في الثانية - حيث أن هرتز واحدة (Hz) تعادل دورة واحدة في الثانية. تُصنف موجات الدماغ حسب التردد إلى أربعة أنواع رئيسية: بيتا، ألفا، ثيتا، ودلتا.
تناقش الفقرات التالية بعض الوظائف المرتبطة بأنواع الترددات الدماغية الأربعة الرئيسية. هذه الوظائف وُجدت ببساطة لتكون مرتبطة بترددات الدماغ المختلفة - لا يوجد تطابق خطي واحد لواحد بين نطاق التردد ووظيفة محددة في الدماغ.
موجات بيتا (نطاق التردد من 14 Hz إلى حوالي 30 Hz)
تُرتبط موجات بيتا بشكل وثيق بالوعي أو بالحالة المستيقظة و الانتباه. وتُرتبط موجات بيتا ذات السعة المنخفضة بالتركيز النشط، أو بالحالة المشغولة أو القلقة. كما تُرتبط موجات بيتا بقرارات الحركة (كبح الحركة وتغذية الحركة الراجعة الحسية). عند قياسها بواسطة جهاز EEG، تُعرف الإشارات عادةً بموجات بيتا EEG.
موجات ألفا (نطاق التردد من 7 Hz إلى 13 Hz)
ترتبط موجات ألفا غالبًا بحالة ذهنية هادئة ومرتاحة وواضحة. يمكن العثور على موجات ألفا في المناطق القذالية والخلفية من الدماغ. يمكن تحفيز موجات ألفا عن طريق إغلاق العيون والاسترخاء، وهي نادراً ما تكون موجودة أثناء العمليات الإدراكية المكثفة كالتفكير والحساب الذهني وحل المشاكل. في معظم البالغين، يتراوح تردد موجات ألفا بين 9 و 11 Hz. وعند قياسها بواسطة جهاز EEG، تُعرف عادةً بموجات ألفا EEG.
موجات ثيتا (نطاق التردد من 4 Hz إلى 7 Hz)
يُشار إلى النشاط الدماغي ضمن نطاق ترددي يتراوح بين 4 و7 Hz على أنه نشاط الثيتا. يتم العثور على إيقاع الثيتا الذي يتم اكتشافه في قياس EEG غالبًا في الشباب، خاصةً في المناطق الصدغية وأثناء فرط التنفس. في الأفراد الأكبر سنًا، يُشاهد نشاط الثيتا الذي يتمتع بسعة أكبر من حوالي 30 مللي فولت (mV) بشكل أقل شيوعًا، باستثناء أثناء النعاس. عند قياسها بواسطة جهاز EEG، تُعرف هذه عادة بموجات ثيتا EEG.
موجات دلتا (نطاق التردد حتى 4 Hz)
يُعثر على نشاط دلتا بشكل رئيسي في الأطفال الرضع. تُرتبط موجات دلتا بالمراحل العميقة من النوم في الأشخاص الأكبر سنًا. وقد وثقت موجات دلتا فترات ما بين النوبات (بين النوبات) لدى المرضى الذين يعانون من نوبات الغياب، والتي تشمل حالات فقدان مفاجئ للاهتمام.
تتميز موجات دلتا بتردد منخفض (حوالي 3 Hz)، وموجات ذات سعة عالية. يمكن أن تكون إيقاعات دلتا موجودة أثناء اليقظة - حيث يمكن أن تتجاوب مع فتح العينين وقد تُعزز بواسطة فرط التنفس كذلك. عند قياسها بواسطة جهاز EEG، تُعرف هذه عادة بموجات دلتا EEG.
استخدام موجات EEG لفهم كيفية عمل الدماغ
ما الذي يُظهره EEG؟
دماغك يمتص ويعالج باستمرار المعلومات، حتى عندما تنام. يولد كل هذا النشاط إشارات كهربائية تلتقطها مستشعرات EEG. يسمح هذا بالتقاط التغيرات في النشاط الدماغي، حتى إذا لم يكن هناك استجابة سلوكية مرئية، مثل الحركة أو تعبير الوجه.
يرصد الجهاز EEG التغيرات في الكهرباء التي تنتجها الدماغ، ولكن ليس الأفكار أو المشاعر. لا يُرسل أي كهرباء إلى دماغك.
يعد اكتشاف النشاط عبر القشور الدماغية الرئيسية أمرًا حاسمًا للحصول على بيانات EEG عالية الجودة. يمكن أن تكون النتائج مؤشرًا لتقييم الحالات العاطفية المتأثرة بالمنبهات الخارجية.
لمحة تاريخية عن EEG
تم إجراء الأبحاث حول ظواهر النشاط الكهربائي في الدماغ على الحيوانات منذ عام 1875، عندما نشر الطبيب ريتشارد كاتون نتائجه من التجارب على الأرانب والقرود في المجلة الطبية البريطانية.
في عام 1890، وضع أدولف بيك أقطابًا كهربائية مباشرة على سطح دماغ كلب وأرنب لاختبار الاستجابة للتحفيزات الحسية. قادته ملاحظته للنشاط الكهربائي المتذبذب للدماغ إلى اكتشاف موجات الدماغ وأدى إلى أن يصبح EEG مجالًا علميًا.
يُنسب إلى عالم الفسيولوجيا العصبية والطبيب النفسي الألماني هانز بيرجر تسجيل أولى موجات الدماغ البشرية EEG في عام 1924. اخترع بيرجر جهاز تخطيط كهربية الدماغ، وهو جهاز يسجل إشارات EEG. في كتابه “أصول EEG”، وصف المؤلف ديفيد ميليت الاختراع بأنه "واحد من أكثر التطورات المدهشة والرائعة والمهمة في تاريخ علم الأعصاب السريري."
تم الحصول على أول تسجيل EEG للإنسان بواسطة هانز بيرجر في عام 1924. الإشارة العليا هي EEG والسفلى هي إشارة توقيتية 10 Hz.
هانز بيرجر، أول شخص يُسجل موجات الدماغ EEG لدى البشر.
بدأت مجال علم التخطيط الكهربائي السريري للدماغ في عام 1935. وأتى نتيجة لأبحاث عالم الأعصاب فريدريك جيبس، وهلوييل ديفيس وويليام لينوكس حول الأشواك الصرعية، وموجات الأشواك بيكونتيركتية والنوبات الصرعية القاصية الثلاث. استنتج جيبس والعالم هيربرت جاسبر أن الأناونيركيهما مميزة للصرع. افتتحت أول مختبر EEG في مستشفى ماساتشوستس العام في عام 1936.
في عام 1947، تأسست جمعية EEG الأمريكية، التي تعرف الآن بـ جمعية التشخيص العصبي الإكلينيكي الأمريكية، وعقد أول مؤتمر دولي لـ EEG.
في الخمسينيات، طور وليام جراي والتر تقنية رسم خرائط EEG، وهي مكمل لـ EEG، والتي سمحت برسم خريطة النشاط الكهربائي عبر سطح الدماغ. كان هذا شائعًا في الثمانينيات، لكنه لم يتبنى في علم الأعصاب السائدة.
كان ستيڤو بوزينوفسكي، ليليانا بوزينوفسكا، وميهايل سستاكوف هم العلماء الأوائل الذين نجحوا في استخدام جهاز EEG للتحكم في كائن مادي في عام 1988. في عام 2011، دخل EEG السوق الاستهلاكي عندما أطلق رواد التقنية تان لي والدكتور جيف ماككلار لشركة EMOTIV.
يُعد تكنولوجيا EEG مثل سماعات الرأس والأغطية مكونات لتقنيات الواجهة بين الدماغ والكمبيوتر (BCI). يُشير إلى BCI أيضًا بالواجهة بين الإنسان والآلة (HMI)، والواجهة بين العقل والآلة (MMI)، والواجهة بين الدماغ والآلة (BMI) والواجهة العصبية المباشرة (DNI) — DNI يمكن أن يُفك شفرة الإشارات من الدماغ وأجزاء أخرى من النظام العصبي. تهدف BCI إلى تتبع الأداء الإدراكي والتحكم في الأجسام الافتراضية والمادية عبر التعلم الآلي للأوامر العقلية المدربة.
في عام 2017، أصبح متسابق الرباعي رودريغو هوبنر منديس أول شخص يتمكن من قيادة سيارة فورمولا 1 فقط باستخدام موجات دماغه، بفضل سماعة الرأس EMOTIV EEG.
ما هو EEG مستخدم لأجله؟
الأداء والرفاهية
يمكن للرياضيين، خبراء التقنيات الحيوية، وأي مستهلك مهتم استخدام EEG ل"تتبع" نشاط دماغهم بنفس الطريقة التي قد يتتبعون بها عدد الخطوات التي يتخذونها في يوم واحد. يمكن EEG من قياس الوظائف الإدراكية - كالتشتت والتركيز، والإجهاد والحمولة الإدراكية (إجمالي سعة الدماغ للنشاط الذهني المفروضة على الذاكرة العاملة في أي لحظة). يمكن لهذه النتائج أن تكشف عن نظرات قيمة حول كيفية استجابة الدماغ لأحداث الحياة اليومية. توفر بيانات EEG ردود فعل يمكن استخدامها لتصميم استراتيجيات مدروسة علميًا لتقليل الإجهاد، تحسين التركيز أو تعزيز التأمل.
البحث الاستهلاكي
يمكن أن تكون بيانات EEG أداة بحث قوية للرؤى الاستهلاكية. تتيح استجابات الدماغ ردود فعل غير مسبوقة من المستهلكين - حيث يتم استخدام EEG لقياس الفجوة بين ما يركز عليه المستهلكون حقًا مقابل ما يبلغون عنه بشكل ذاتي أو يلاحظونه. يمكن لدمج EEG مع مستشعرات بيومترية أخرى مثل تتبع العين، وتحليل تعبيرات الوجه، وقياسات معدل القلب أن يوفر فهماً كاملاً لسلوك العملاء للشركات. يُطلق على استخدام تقنيات الدماغ لدراسة ردود فعل المستهلكين التسويق العصبي.
الرعاية الصحية
لأن اختبارات EEG تُظهر نشاط الدماغ أثناء إجراء محكم، يمكن أن تحتوي النتائج على معلومات تُستخدم لتشخيص اضطرابات الدماغ المختلفة. تُعرض بيانات EEG غير الطبيعية من خلال موجات دماغية غير منتظمة. يمكن أن تشير بيانات EEG غير الطبيعية إلى علامات اضطراب الدماغ، إصابة الرأس، اضطرابات النوم، مشاكل الذاكرة، أورام الدماغ، السكتة الدماغية، الخرف، اضطرابات النوبات مثل الصرع وحالات أخرى مختلفة. حسب التشخيص المقصود، قد يدمج الأطباء بين EEG والاختبارات الإدراكية، مراقبة نشاط الدماغ و تقنيات التصوير العصبي.
تشخيص النوبات
تُوصى بإجراء اختبارات EEG غالبًا للمرضى الذين يعانون من نشاط النوبات. في هذه الحالات، قد يُجري الأطباء EEG المتنقل. يسجل EEG المتنقل باستمرار لمدة تصل إلى 72 ساعة، بينما تستمر EEG التقليدية لمدة 1-2 ساعة. يُسمح للمرضى بالتحرك في منازلهم وهم يرتدون سماعة EEG. يزيد تمديد التسجيل من احتمال تسجيل نشاط دماغي غير طبيعي. ومن ثم، غالبًا ما يُستخدم EEG المتنقل لتشخيص حالات الصرعة (EEG الصرعة)، أو اضطرابات النوبات أو اضطرابات النوم.
دراسة النوم لاضطرابات النوم
اختبار دراسة النوم EEG أو "البوليسومنوغرافي" يُقيس نشاط الجسم بالإضافة إلى إجراء فحص للدماغ. يراقب تقني EEG معدل ضربات القلب، التنفس ومستويات الأكسجين في دمك خلال إجراء خلال الليل. يتم استخدام البوليسومنوغرافي بشكل رئيسي في الأبحاث الطبية وكاختبار تشخيصي لاضطرابات النوم.
علم الأعصاب الكمي
نظراً لأن EEG يقيس النشاط الكهربائي في الطبقة العلوية من الدماغ (القشرة المخية)، فإنه يمكن أن يلتقط موجات الدماغ من فروة الرأس. عن طريق دمج اختبارات EEG الدماغية مع بيانات من تقنيات أخرى المراقبة الدماغية، يمكن للباحثين اكتساب رؤى جديدة حول التفاعلات المعقدة التي تحدث في أدمغتنا - وكذلك في أجسامنا.
هذا بالضبط ما يسعى إليه تخطيط الدماغ الكهربائي الكمي (qEEG) لتحقيقه. يقوم qEEG بتسجيل موجات دماغك مثله مثل EEG التقليدي. باستخدام التعلم الآلي، يقارن qEEG موجات دماغك مع موجات الدماغ لدى الأفراد الذين هم في نفس النوع الجنسي والنطاق العمري، لكن الذين لا يعانون من اضطراب في الدماغ. يُنشئ qEEG عملية خريطة لدماغك من خلال المقارنة الكمية. تمتلك هذه العملية في التخصص الفرعي لعلم الأعصاب الذي يُعرف بـ علوم الأعصاب الحسابية.
يُعد وضع الأقطاب الكهربائية EEG جزءًا حاسمًا من نجاح qEEG. تتبع الترتيبات التقليدية لأقطاب EEG نظام 10-20، وهو معيار معترف به دولياً لتطبيق الأقطاب المرتبطة بفروة رأسك. '10-20' يشير إلى أن المسافة بين أقطاب EEG هي 10٪ أو 20٪ من المسافة الإجمالية للجمجمة.
يمكن أن يختلف عدد الأقطاب الكهربائية على جهاز - بعض أنظمة تسجيل EEG يمكن أن تضم ما يصل إلى 256 قطب. تُستخدم تسجيلات qEEG غطاءًا يحتوي على 19 مستشعرًا لجمع البيانات من جميع المناطق التسعة عشر من فروة رأسك. نظرًا لأن أقطاب EEG تقوم بتكبير الإشارات من الموقع الذي تتواجد عليه، فإن الحصول على qEEG لرسم خرائط الدماغ المستويات التعرف عن الخلل في أداء الدماغ الذي يُلاحظ على مستوى السلوك و/أو الإدراك.
البحوث الأكاديمية
ليست نتائج EEG غير الطبيعية هي المعلومة المهمة الوحيدة المستنتجة من نتيجة اختبار EEG. العديد من الباحثين يستخدمون EEG الطبيعي ضمن أبحاثهم، بما في ذلك دراسة عام 1957 الرائدة حول النشاط الدماغي خلال نوم حركة العين السريعة (REM).
كما تم تقديمه في القسم المتعلق بأنواع موجات الدماغ التي يقيسها EEG، فإن دراسة تسجيلات EEG تكشف عن مدى من الترددات الموجودة داخل إشارات الدماغ. تعكس هذه الترددات حالات انتباه وإدراكية مختلفة. على سبيل المثال، قام الباحثون بمتابعة نشاط نطاق الجاما (الذي يُرتبط بشكل متكرر بالانتباه الواعي) أثناء التحقيق في الاستجابات العصبية خلال التأمل (EEG التأمل).
يرتبط نشاط نطاق الجاما بالأداء العقلي أو الجسدي العالي. أجريت تجارب حيث كان الموضوع الذي يرتدي جهاز EEG يقوم بممارسة التأمل العميق قدمت نظريات بأن موجات الجاما مرتبطة بالتجارب الواعية أو حالات ذهنية متعالية. مع ذلك، لا يوجد اتفاق بين الباحثين الأكاديميين حول الوظائف الإدراكية التي، نشاط نطاق الجاما ترتبط بها.
يحتاج الباحثون إلى وسيلة لمعالجة والتعامل مع كل الثروة من بيانات الدماغ التي يجمعونها — بل حتى مشاركتها مع مؤسسات مختلفة. تُعتبر 'المعلوماتية العصبية' حقل البحث الذي يوفر أدوات حسابية ونماذج رياضية لـ بيانات علم الأعصاب. تهدف المعلوماتية العصبية إلى إنشاء تقنيات لتنظيم قواعد البيانات، مشاركة البيانات، ونمذجة البيانات. تتعلق هذه بمجموعة متنوعة من البيانات، حيث أن 'علم الأعصاب' يعرف بشكل واسع بأنه الدراسة العلمية للنظام العصبي. واحد من فروع علم الأعصاب الفرعية يشمل علم النفس الإدراكي، الذي يستخدم أساليب التصوير العصبي مثل EEG لتحليل أي أجزاء من الدماغ والنظام العصبي تكمن تحته العمليات الإدراكية.
أبحاث السوق: استخدام سماعات EEG لفهم الحالة العاطفية والإدراكية
عملية اختبار EEG
الإعداد لإجراء EEG
تتضمن الأقسام التالية حول مراقبة EEG، تفسير النتائج وإجراءات النتائج معلومات للجماهير الذين يخضعون لاختبارات EEG في بيئة الرعاية الصحية. أفضل وسيلة للتحضير لاختبار هي دائمًا سؤال المدبر عن الإرشادات المحددة للتحضير. تختلف الإرشادات للتحضير حسب استخدام الحالة — على سبيل المثال، قد تتطلب تسجيلات EEG لأبحاث المستهلك، الأبحاث الأكاديمية أو الأداء والرفاهية أن يكون المواضيع نشطة بدلاً من الاستلقاء.
قامت شركات مثل EMOTIV بأسباقات في تقدم تكنولوجيا EEG التي تجعل إجراء الاختبارات ومعالجتها وتفسيرها أسرع وأكثر راحة. يمكن إعداد سماعات الرأس اللاسلكية EEG الخاصة بEMOTIV في أقل من خمس دقائق، وتُمكّن المشارك من التحرك بحرية بدلاً من حصره في مرفق الاختبار.
قبل إجراء اختبار EEG، أبلغ المحترف الذي يدير الاختبار — سواء كان ذلك طبيبًا، صاحب عمل أو باحثًا — عن أي أدوية تتناولها بانتظام. يُوصى بشدة بغسل الشعر الليلة السابقة للاختبار وتركه خاليًا من أي منتجات. تجنب شرب أو تناول أي كافيين قبل 8 ساعات من الاختبار. إذا كان عليك النوم أثناء إجراءات اختبار EEG، قد تُطلب منك تقليل ساعات النوم في الليلة السابقة لضمان أن دماغك يمكنه الاسترخاء بشكل صحيح أثناء الاختبار.
مراقبة EEG
لن تشعر بأي ألم أو انزعاج أثناء إجراء EEG. أثناء إجراء علم الأعصاب EEG العيادي، ستكون مستلقيًا على سرير أو كرسي مستلقي وتُعطى تعليمات لإغلاق عينيك. يقيس فني EEG رأسك ويُحدد مكان تطبيق الأقطاب الكهربائية.
عندما يبدأ الاختبار، تسجل الأقطاب موجات دماغك وترسل النشاط إلى جهاز التسجيل. ثم يقوم جهاز EEG بتحويل البيانات إلى نمط موجات للتفسير. بعد الانتهاء من التسجيل، سيزيل الفني الأقطاب من فروة رأسك.
تستغرق اختبارات EEG الروتينية في الأوساط العلمية أو السريرية 30-60 دقيقة لإكمالها، بما في ذلك حوالي 20 دقيقة من وقت الإعداد الأولي. يمكن أن تكون اختبارات EEG التي تُجرى لأبحاث المستهلك، الأداء الفردي وأبحاث أماكن العمل أطول أو أقصر في المدة الزمنية اعتمادًا على أغراض الاختبار. تدعم سماعات الرأس اللاسلكية EEG الخاصة بـEMOTIV إعدادًا أسرع لحالات الاستخدام هذه (أقل من خمس دقائق).
يجب ألا تحتاج إلى وقت انتعاش بعد إجراء. إذا كنت قد تناولت دواء تسبب في النعاس من أجل النوم أثناء الاختبار، قد ينصح المشرف على الاختبار بالانتظار في المرفق حتى تتلاشى التأثيرات أو يُطلب أن يقودك شخص إلى المنزل.
آثار جانبية لاختبار EEG نادرة. لا تنتج الأقطاب أي إحساسات؛ تُسجل فقط نشاط الدماغ. قد يختبر الأشخاص المصابون بالصرع نوبة من جراء محفزات مثل الأضواء الوامضة أثناء الإجراءات. نوبة أثناء اختبار EEG ليست شيئًا في استعصاء — يمكن أن تساعد الأطباء في تشخيص نوع الصرع وبالتالي تكييف العلاج المناسب.
تفسير نتائج EEG وإجراء النتائج
إذا كنت قد أوصي لك بإجراء EEG لأسباب سريرية، سيتم تفسير نتائج اختبارك بواسطة طبيب متخصص في النظام العصبي. سيدرس الأخصائي السجلات للتمييز بين الأنماط الدماغية الطبيعية وغير الطبيعية. تتميز أنماط موجات الدماغ بوضوح بخصائص شكل موجاتها. على سبيل المثال، النمط القمع الانفجاري، الذي يُلاحظ غالبًا في المرضى الذين يعانون من حالات دماغية غير نشطة مثل من غيبوبة أو التخدير العام، يظهر طفرات قصيرة (الانفجار) يتبعها فترات من انعدام الإشارة (القمع).
تتميز انواع مختلفة من الصرع بأنماط EEG مميزة. يُلاحظ نمط الموجة الشوكية - وهو نمط EEG عام ومتناسق - غالبًا خلال نوبة غياب، حيث يختبر الفرد فقدان وجيز للوعي. تُميز نوبة بؤرية جزئية، حيث تؤثر نشاط النوبة على منطقة واحدة في الدماغ فقط، بواسطة نمط إيقاع سريع منخفض الجهد يظهر في قناة بيانات EEG المرتبطة بتلك المنطقة.
ثم يُرسل الأخصائي تقرير القياس EEG مرة أخرى للطبيب الذي طلب الاختبار. قد يُجدول طبيبك موعدًا لمراجعة صور EEG ومناقشة النتائج معك. بناءً على حالتك، قد يُوصى لك بخدمة تُعرف بالارتجاع العصبي EEG أو الارتجاع البيولوجي كناتج متابعة. على سبيل المثال، الأشخاص الذين يُنظرون إلى تعزيز نماذج موجات الدماغ المرتبطة بالتركيز قد يشاركون في العلاج للأشخاص الذين يعانون من اضطرابات الانتباه (ADHD).
يساعد العلاج بالارتجاع البيولوجي الأفراد في التحكم في عمليات الجسم اللا إرادية. يمكن للفرد الذي يعاني على سبيل المثال من ارتفاع ضغط الدم، مراجعة مقاييس جسمه على شاشة تستقبل البيانات من الأقطاب المطبقة على جلده. يساعد مراقبة هذا النشاط على تعلم تقنيات الاسترخاء والتمرينات العقلية التي يمكن أن تخفف من الأعراض.
بتفسير مشابه، يعتمد الارتجاع العصبي على EEG لتدريب الدماغ على العمل بشكل أفضل. أثناء هذا التدريب، يتم توصيل المريض بجهاز EEG وهو يشاهد نشاط دماغه أثناء العمل. غالبًا ما يشبه هذا نوعًا من ألعاب الفيديو حيث يلعب المريض اللعبة بعقله للتحكم في نشاط دماغه. يحاول المريض تحسين ترددات الدماغ المرتبطة بخلل وظيفي في الدماغ، بنفس الطريقة التي يعمل بها رياضي على تقوية عضلة ضعيفة. غالبًا ما يتم التوصية بالارتجاع العصبي EEG لحالات مثل الصرع، الاضطراب الثنائي القطب، اضطراب نقص الانتباه وفقدان التوحد. ورغم أنه يمكن أن يساعد على تحسين هذه الاضطرابات، إلا أنه لا يمكن أن يعالجهم.
أنواع مختلفة من أجهزة EEG
تأتي آلات EEG في شكل بضعة أجهزة EEG قابلة للارتداء. على المستوى الأعلى هناك فرق بين الأجهزة السريرية EEG (المستخدمة في الإعدادات الصحية والبحوث العلمية) والأجهزة الاستهلاكية EEG (المستخدمة في أبحاث المستهلكين، الأبحاث الأكاديمية والأداء والرفاهية).
تسمح الأجهزة السريرية، المشاركين لا يمكنهم التحرك أثناء ارتداء الجهاز ويجب جمع البيانات في بيئة محكمة وبدون أي تشويش لإحداث الإشارة. تُمكِّن أجهزة EEG الاستهلاكية مثل سماعات الرأس اللاسلكية من EMOTIV المستخدمين من مراقبة النشاط الدماغي في أي مكان.
التباين بين أنواع مختلفة من أجهزة EEG القابلة للارتداء ضروري لدعم متطلبات المحترفين الذين يستخدمون أنظمة EEG والإعدادات التي تجمع فيها البيانات. على سبيل المثال، غالباً ما يحتاج أطباء الأعصاب والعلماء إلى كثافة أعلى من المستشسرات لأداء تحليل البيانات بشكل أفضل من محقق المستهلكين. بالإضافة إلى وضع الأقطاب الكهربائية EEG، هناك بعض المتغيرات الأخرى الجديرة بالذكر بين أنظمة EEG التي يجب مراعاتها.
أغطية EEG مقابل سماعات EEG
ما الفرق بين غطاء EEG وسماعة EEG؟ الفرق الرئيسي بين هذين النوعين الأكثر شيوعًا من أجهزة EEG القابلة للارتداء يكمن في عدد الأقطاب الكهربائية. تحتوي سماعات الرأس عادة بين 5 و20 قطبًا. يمكن أن تدعم الأغطية المزيد من المستشعرات، حيث تتمتع بمساحة سطحية أكبر لتطبيق الأقطاب. أغطية EEG، مثل EMOTIV EPOC FLEX تقدم مستشعرات قابلة للنقل لمواقع مرنة. تتواجد تكوينات المستشعرات في سماعات الرأس EMOTIV INSIGH و EPOC X ثابتة.
إيبوق فلكس
مستشعرات جيل أو مالحة
إيبوق+ وإيبوق X
مستشعرات مالحة
الأقطاب الكهربائية EEG الرطبة مقابل الأقطاب الجافة
تستخدم أجهزة EEG بشكل رئيسي إما أقطابًا رطبة أو جافة. هناك شكل جديد من الأقطاب الكهربائية تسمى "أقطاب الوشم"، وهي أقطاب كهربائية مطبوعة تُطبق كوشم مؤقت. تسمح الأقطاب الكهربائية الرطبة بدقة بيانات أفضل لأنها تستخدم جيل لتحقيق اتصال أفضل مع فروة الرأس. تُستخدم الأقطاب الكهربائية الرطبة بشكل رئيسي في البيئات السريرية والبحثية. لا تتطلب الأقطاب الكهربائية الجافة لصق جل. تُستخدم أجهزة EEG ذات الأقطاب الكهربائية الجافة غالبًا في أبحاث EEG للمستهلكين، لأنها تسمح بوقت إعداد أسرع.&pفا{
